Учебное пособие Ульяновск 2000

3.3. Энергетическое обеспечение биологического круговорота
Все преобразования веществ в процессе круговорота требуют затрат
энергии. Ни один живой организм не продуцирует энергию - она может
быть получена только извне. В современной биосфере главнейший
источник энергии, утилизируемой в биогенном круговороте, - это энергия
солнечного излучения. Соответственно первый этап использования и
преобразования энергии в цепях круговорота - фотосинтез, в процессе
которого создаются вещества для построения тела растительного организ-
ма. Энергия, полученная в виде солнечной радиации (ФАР), в процессе
фотосинтеза преобразуется в
химических связей. Процесс
аккумуляции энергии в организме фотосинтетиков сопряжён с увеличени-
ем массы организма. Массу веществ, созданных продуцентом-
фотосинтетиком, обозначают как первичную продукцию; это биомасса
растительных тканей.
Лишь
энергии солнечного излучения достигает поверхности
Земли и только
связывается в виде органического вещества раститель-
ности (74% составляет тепло и 10% - отражённая энергия). Из суммы
связанной в процессе продукции энергии около половины расходуется на
жизненные процессы (потери
дыхание). Оставшиеся 50% аккумулиро-
ванной энергии составляет рост биомассы. Таким образом, чистая
продукция соответствует примерно 0,5% солнечной энергии, падающей на
Землю. По некоторым другим расчётам, эффективность фотосинтеза
оказывается ещё ниже - порядка 0,1%.
Накопленная в результате фотосинтеза биомасса растений (первич-
ная продукция) - это резерв, из которого часть используется в качестве
пищи организмами-гетеротрофами (консументами I порядка). По тем же
приблизительным расчётам, в пищу фитофагам изымается около 40%
оставшиеся 60% означают реальную массу растительности в
экосистеме.
Примерно в такой же последовательности идёт дальнейшее исполь-
зование энергии организмами-гетеротрофами. Полученная с пищей
энергия (так называемая большая энергия) соответствует энергетической
стоимости общего количества съеденной пищи.
Усвоенная энергия, за вычетом энергии, содержащейся в выделениях
организма (экскретах), составляет
энергию. Часть её
выделяется в виде тепла в процессе переваривания пищи и либо рассеива-
ется, либо используется на терморегуляцию. Оставшаяся энергия подраз-

---

21
деляется на энергию
 существования,
которая немедленно расходуется на
различные формы жизнедеятельности (по существу это тот же расход на
«дыхание»), и
 продуктивную
энергию, которая аккумулируется (хотя бы
временно) в виде массы нарастающих тканей, энергетических резервов,
половых продуктов (рис.
;
Энергия существования складывается
из затрат на фундаментальные жизненные процессы (основной обмен, или
метаболизм) и энергии, расходуемой на различные формы
деятельности. У
животных к этому добавляются расходы
энергии на терморегуляцию. Все эти затраты заканчиваются рассеиванием
энергии в виде тепла - опять-таки в силу того, что ни одна функция не
реализуется с КПД, равным
.
Продуценты
Трофические уровни
Зелёные растения
Общее
II III
Растительноядные Плотоядные
NU NA
R
L LA
15
PN